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移动激光扫描测量系统设计集成与实现 被引量:3
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作者 俞德崎 李广云 +1 位作者 王力 谷友艺 《导航定位学报》 CSCD 2019年第2期112-117,共6页
为了进一步研究高效采集城市空间地理信息的相关问题,提出一套移动激光扫描测量系统:介绍系统设计、线路连接和传感器集成的技术内容;并针对时空基准统一问题提出相应的解决方案;最后对系统进行路测实验。结果表明,该系统能够满足地理... 为了进一步研究高效采集城市空间地理信息的相关问题,提出一套移动激光扫描测量系统:介绍系统设计、线路连接和传感器集成的技术内容;并针对时空基准统一问题提出相应的解决方案;最后对系统进行路测实验。结果表明,该系统能够满足地理信息数据采集的相关需求。 展开更多
关键词 移动激光扫描测量系统 数据融合 时空基准统一 点云
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新型旋转激光扫描系统发射站结构设计与测量模型构建
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作者 滕明鑫 林嘉睿 +2 位作者 吴腾飞 任永杰 邾继贵 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期60-72,共13页
旋转激光扫描系统基于角度交会原理实现空间三维坐标测量,以其可多目标并行测量、量程可扩展的特点,在航空航天、高端船舶等大型装备制造领域得到了广泛的应用。由于现有仪器激光器安装空间受限制约了系统光源选择与优化,通过分析光路... 旋转激光扫描系统基于角度交会原理实现空间三维坐标测量,以其可多目标并行测量、量程可扩展的特点,在航空航天、高端船舶等大型装备制造领域得到了广泛的应用。由于现有仪器激光器安装空间受限制约了系统光源选择与优化,通过分析光路设计需求,设计了新型发射站主体光路结构,通过光纤传导将激光光路延长至发射站外部,利用镜组实现分光和生成扫描光面,配合转台以构建精密空间光场,避免了安装空间对激光器性能的限制,使得后续对光源进行优化设计时不再受到约束,在光信号层面有效减少系统性能受到的影响。由于新设计导光型发射站的结构特殊,结构误差会造成发射站运行过程中扫描激光面型瞬时变化,传统基于旋转光平面特征的参数模型不再适用,因此本文结合光路几何结构,通过对光轴偏心误差、光轴倾斜误差等误差进行分析,取消了传统模型将光平面初始空间方程作为内参的定义,重新定义了发射站内部参数,构建了适用于导光型发射站的多站组网定位模型和内外参标定模型。最后搭建了实验平台进行仿真和实验,结果表明:研究的测量模型有效且坐标测量精度优于0.7 mm,能够满足大型装备制造需求,为新型旋转激光扫描系统的性能提升和后续优化打下了坚实基础。 展开更多
关键词 旋转激光扫描系统 结构设计 测量模型 测角误差
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扫描干涉曝光系统中双频激光干涉测量误差建模与分析
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作者 王新宇 李文昊 +4 位作者 王玮 刘兆武 姜珊 周文渊 巴音贺希格 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第2期224-236,共13页
扫描干涉场曝光技术(SBIL)是制作单体大面积高精度光栅的有效途径,采用双频激光干涉仪反馈工作台位置进行干涉条纹的精确拼接,会不可避免地引入光栅刻线误差,导致光栅衍射波前质量降低。针对工作台的位移测量误差,分析了激光干涉仪自身... 扫描干涉场曝光技术(SBIL)是制作单体大面积高精度光栅的有效途径,采用双频激光干涉仪反馈工作台位置进行干涉条纹的精确拼接,会不可避免地引入光栅刻线误差,导致光栅衍射波前质量降低。针对工作台的位移测量误差,分析了激光干涉仪自身结构因素引起的本征误差,提出了复杂环境下激光干涉仪本征误差的指标评价方法。建立了实际工况与经验公式相结合的死程误差和测量光程变化误差理论模型。通过构建平移和旋转算子,推导了工作台任意点旋转和平移之间的耦合关系,模拟了不同工作台姿态滚转角下的测量误差。进行了位移误差实验和光栅扫描曝光实验。实验结果表明,位移误差与理论计算结果一致,制作200 mm×200 mm光栅的衍射波前为0.278λ@632.8 nm。本文分析方法贯通了光栅衍射波前与测量误差的传递链路,为制作米级尺寸纳米精度全息光栅奠定了理论和实验基础。 展开更多
关键词 扫描干涉场曝光系统 衍射波前 工作台位移测量 双频激光干涉仪 误差分析
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基于扫描电镜样品台五轴移动系统的三维长度测量方法的开发
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作者 王森 李亚慧 孟祥锋 《电子显微学报》 北大核心 2025年第3期363-372,共10页
本文开发了一种基于扫描电子显微镜(SEM)样品台五轴移动系统来实现待测样品三维长度的测量方法。通过系统研究三维长度L在SEM二维成像图下随样品台倾斜T的数值变化规律,推导出适用于不同情况下L的计算公式。该方法成功应用于小鼠耳蜗毛... 本文开发了一种基于扫描电子显微镜(SEM)样品台五轴移动系统来实现待测样品三维长度的测量方法。通过系统研究三维长度L在SEM二维成像图下随样品台倾斜T的数值变化规律,推导出适用于不同情况下L的计算公式。该方法成功应用于小鼠耳蜗毛细胞静纤毛三维长度的精确测量。经验证,该方法适用于不同品牌和型号的扫描电镜,具有普适性和推广价值。 展开更多
关键词 扫描电镜 三维长度测量 五轴移动系统 倾斜 静纤毛
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移动激光扫描的轨道交通站台限界测量方法与精度评定 被引量:1
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作者 吴廷 孟斌 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第S02期22-27,共6页
为保证城市轨道交通运行安全,在轨道交通轨行区内安装设施设备需要满足限界要求,需要进行现场限界测量。移动激光扫描方法是一种非接触式测量技术,本文使用自主集成的隧道移动激光扫描系统,可以完整获取轨道交通车站的三维空间信息,基... 为保证城市轨道交通运行安全,在轨道交通轨行区内安装设施设备需要满足限界要求,需要进行现场限界测量。移动激光扫描方法是一种非接触式测量技术,本文使用自主集成的隧道移动激光扫描系统,可以完整获取轨道交通车站的三维空间信息,基于二叉堆的最小优先队列和KD树等数据结构,建立点云的空间索引,对点云快速检索寻找特征点,计算站台限界值。经过项目实践与全站仪测量比对,本文方法与全站仪测量偏差均值为-0.6 cm,测量精度达0.84 cm。本文方法具有检测效率高、自动化程度高等特点,对各类交通市政工程限界测量问题具有参考意义。 展开更多
关键词 限界测量 轨道交通 移动激光扫描 点云数据处理 精度评定
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新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定 被引量:1
6
作者 任永杰 郭威 +3 位作者 吴腾飞 滕明鑫 林嘉睿 邾继贵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1111-1121,共11页
旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的... 旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。 展开更多
关键词 大尺寸测量 旋转激光扫描系统 光轴调整 轴线拟合 误差分析
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移动三维激光扫描系统在铁路限界测量中的应用研究 被引量:16
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作者 杜兆宇 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2019年第S2期185-187,共3页
随着我国铁路发展速度大幅提高,铁路行车安全显得尤为重要,对限界测量的效率和质量提出了更高要求。如何精确且高效地获取测量数据成为亟需解决的问题。本文将移动三维激光扫描系统运用于限界测量中,把测量结果与传统全站仪测量方法进... 随着我国铁路发展速度大幅提高,铁路行车安全显得尤为重要,对限界测量的效率和质量提出了更高要求。如何精确且高效地获取测量数据成为亟需解决的问题。本文将移动三维激光扫描系统运用于限界测量中,把测量结果与传统全站仪测量方法进行对比分析。经验证,移动三维激光扫描系统具有获取数据速度快、自动化程度高、精度可靠性高以及点云数据后台处理便捷等优势,今后可将该技术推广应用于类似工程项目。 展开更多
关键词 移动三维激光扫描 铁路限界测量 点云数据 全站仪
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移动激光扫描系统在水域测量中的应用 被引量:1
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作者 吴敬文 陈建民 盛青 《东华理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第S1期141-143,共3页
激光扫描测量技术是近年来迅速发展的一项测量技术,通过对船载和机载激光扫描系统的应用研究表明,移动激光扫描系统都能获取高密度的激光点云数据,在测船和人员均难以到达的水域、崩塌的水边等危险区域,机载和船载激光扫描系统能解决常... 激光扫描测量技术是近年来迅速发展的一项测量技术,通过对船载和机载激光扫描系统的应用研究表明,移动激光扫描系统都能获取高密度的激光点云数据,在测船和人员均难以到达的水域、崩塌的水边等危险区域,机载和船载激光扫描系统能解决常规手段难以解决的难题,其位置精度和高程精度能满足大部分大比例尺地形图量的需要。 展开更多
关键词 移动 激光 扫描 水域 测量
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矿用三维激光扫描测量系统的研制 被引量:14
9
作者 余乐文 张达 +1 位作者 余斌 杨小聪 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第10期101-103,107,共4页
研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系... 研制出具有自主知识产权的矿用三维激光扫描测量系统。分析了激光测距的工作原理,设计了系统结构与镜头防护方法;研究了系统综合通讯方法,开发了系统控制软件,实现了运动控制、数据通讯、上位机显示、三维重建等功能。现场试验表明,系统可准确测量空区三维形态,计算空区相关参数,为采空区安全评价与综合治理提供可靠技术手段。 展开更多
关键词 采空区 激光扫描 测量系统 三维重建
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基于Cortex-M4和FreeRTOS的矿用三维激光扫描测量系统设计 被引量:5
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作者 杨斐文 张达 +1 位作者 杨小聪 崔昊 《中国矿业》 北大核心 2014年第S2期316-318,343,共4页
为了满足矿用三维激光扫描系统的需求,设计了基于Cortex-M4内核和嵌入式实时操作系统FreeRTOS的运动控制和数据采集系统。采用Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT微控制器和APM电机控制器等进行相关的硬件电路设计,通过移植FreeRTOS内核实... 为了满足矿用三维激光扫描系统的需求,设计了基于Cortex-M4内核和嵌入式实时操作系统FreeRTOS的运动控制和数据采集系统。采用Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT微控制器和APM电机控制器等进行相关的硬件电路设计,通过移植FreeRTOS内核实现对运动控制、激光传感器数据采集、摄像头视频传输等任务的调度和对其他硬件资源的管理,简化了硬件设计的复杂度,优化了软件编程,提高了系统的实时性和可靠性,降低了成本。 展开更多
关键词 矿用三维激光扫描测量系统 FREERTOS CORTEX-M4
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三维激光扫描测量机随动运动控制系统与图像采集系统的设计 被引量:3
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作者 赵灿 程俊廷 何风梅 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2004年第4期63-69,共7页
三维激光扫描测量机是逆向工程的重要组成部分 ,是集数控、激光、CAD CAM、精密机械、计算机、图像采集与处理为一体的集成技术系统 ,它主要由运动控制、图像采集、图像处理等几大部分组成。本文主要对随动运动控制的控制原理、硬件组... 三维激光扫描测量机是逆向工程的重要组成部分 ,是集数控、激光、CAD CAM、精密机械、计算机、图像采集与处理为一体的集成技术系统 ,它主要由运动控制、图像采集、图像处理等几大部分组成。本文主要对随动运动控制的控制原理、硬件组成及软件设计算法作了介绍 ,同时对计算机图像采集系统的硬件组成、软件设计具体算法及实验结果进行了详细的分析与论述。 展开更多
关键词 运动控制系统 图像采集系统 软件设计 逆向工程 硬件组成 计算机 三维 随动 测量 激光扫描
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激光线扫描测量系统中物像对应关系的建立 被引量:1
12
作者 徐永安 杨钦 怀进鹏 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第12期38-42,共5页
提出一种基于样本线建立物像对应关系的标定法。该方法采用三棱柱作为标定块,标定块在标定范围内运动,得到样本线上的点。样本点的像由三棱柱两个棱面上的光带中心线用最小二乘法拟合直线求取交点的方法计算,所得像点到拟合样本线的最... 提出一种基于样本线建立物像对应关系的标定法。该方法采用三棱柱作为标定块,标定块在标定范围内运动,得到样本线上的点。样本点的像由三棱柱两个棱面上的光带中心线用最小二乘法拟合直线求取交点的方法计算,所得像点到拟合样本线的最大偏差小于 0.1 像素。样本线将标定空间划分为 4 个子域,每个子域用线性插值的方法建立各自的映射关系。在自行设计的激光线扫描测量系统中采用该标定法,实际测量标准平面与球面的误差小于±0.05mm。 展开更多
关键词 激光扫描测量系统 标定 物像
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基于检定场的移动背包扫描测量系统精度评定 被引量:1
13
作者 崔磊 刘英杰 +1 位作者 陆洪波 王东旭 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2023年第6期142-145,179,共5页
移动背包扫描测量系统长期使用后对系统测量精度和可靠性产生影响,系统检校和精度评定在国内尚无规范标准。针对此问题,本文研究了移动背包扫描测量系统的性能指标和关键技术,并基于北京市标准长度基线场,构建了移动背包三维扫描测量系... 移动背包扫描测量系统长期使用后对系统测量精度和可靠性产生影响,系统检校和精度评定在国内尚无规范标准。针对此问题,本文研究了移动背包扫描测量系统的性能指标和关键技术,并基于北京市标准长度基线场,构建了移动背包三维扫描测量系统检校与精度评定空间位置基准,提出了系统综合检校和精度评定方法。以徕卡移动背包扫描系统为研究对象,在北京市标准长度基线场检校基柱周边有序错落布设25个自制立体反射靶标,建立反射靶标特征点三维坐标标准值,比对靶标特征点扫描测量值与标准值,评估分析系统测量精度。试验结果表明,系统平面点位精度优于3 cm,高程精度优于2 cm,为移动背包扫描测量系统精度评定和可靠性应用提供了可靠依据。 展开更多
关键词 移动背包扫描测量系统 立体反射靶标 综合检校 精度评定
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利用移动三维激光测量系统进行公路竣工测量方法的研究 被引量:14
14
作者 李柏 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第9期94-96,共3页
研究移动三维激光测量系统在高速公路竣工测量中的应用方法,介绍测量系统的工作原理,制定该方法在实际应用中的技术流程,分析比较成果数学精度,总结出该方法的优缺点,对公路竣工测量具有重要应用价值。
关键词 移动三维激光测量系统 竣工测量 点云数据 精度分析
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中海达iScan-P便携式移动三维激光测量系统概述 被引量:15
15
作者 余建伟 张攀攀 +1 位作者 翁国康 杨晶 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2015年第3期140-141,共2页
一、引言i Scan-P是中海达自主研制的便携式移动三维激光测量系统。该系统可单兵背负、自行车搭载和三轮车安装,在载体移动过程中可快速获取高精度定位定姿数据、高密度三维点云和高清连续全景影像数据,并通过系统配备的数据加工处理、... 一、引言i Scan-P是中海达自主研制的便携式移动三维激光测量系统。该系统可单兵背负、自行车搭载和三轮车安装,在载体移动过程中可快速获取高精度定位定姿数据、高密度三维点云和高清连续全景影像数据,并通过系统配备的数据加工处理、海量数据管理和应用服务软件,为用户提供快速、机动、灵活的单兵背包式三维激光全景移动测量完整解决方案。同时,i Scan-P设备体积小、重量轻。 展开更多
关键词 三维激光 iScan-P 三维点云 数据加工 海量数据管理 高精度定位 移动过程 测量系统 应用服务
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车载移动激光扫描测绘系统设计 被引量:1
16
作者 谢波 秦永元 万彦辉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第5期729-733,共5页
为了高效快速地获取城市三维空间信息,设计完成了一套基于多传感器集成技术的车载移动激光扫描测绘系统。该系统采用激光陀螺捷联惯性测量组合、差分全球定位系统(DGPS)和里程计构成高精度定位定向系统,提供测量的位置姿态基准;以激光... 为了高效快速地获取城市三维空间信息,设计完成了一套基于多传感器集成技术的车载移动激光扫描测绘系统。该系统采用激光陀螺捷联惯性测量组合、差分全球定位系统(DGPS)和里程计构成高精度定位定向系统,提供测量的位置姿态基准;以激光扫描仪为主,CCD相机、高速视频摄像机为辅助构成数字图像系统,采集数字图像信息;两个系统在车载计算机系统的控制下完成测量数据的同步采集存储;采用后处理方式,将各种数据进行匹配整合,完成城市三维真实场景的建模。 展开更多
关键词 移动激光扫描测绘系统 定位定向系统 数字图像系统 车载计算机系统
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船载移动激光三维测量系统安置角偏差检校 被引量:1
17
作者 沈蔚 帅晨甫 +3 位作者 惠笑 栾奎峰 张华臣 马建国 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2020年第2期126-130,共5页
船载移动激光三维测量系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航测量单元等于一体的多传感器集成系统,具有效率高、精度高、三维测量等特点,可解决码头、河道、海岛礁测绘中传统方法难以测量的难题。船载移动激光三维测量系统的高精... 船载移动激光三维测量系统是集激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航测量单元等于一体的多传感器集成系统,具有效率高、精度高、三维测量等特点,可解决码头、河道、海岛礁测绘中传统方法难以测量的难题。船载移动激光三维测量系统的高精度时空同步是实现数据融合和高精度三维测量的保证,安置角偏差检校是船载移动激光三维测量的关键步骤。本文首先分析了船载移动激光三维测量系统中相关坐标系之间的转换关系,提出了一种以桥体为检校场的安置角偏差消除方法。该方法在时空配准的基础上,通过扫描测线内桥体结构的偏移量分别计算侧滚角、俯仰角及航向角的安置角偏差,最后通过控制点验证误差改正后的测量精度。试验结果证明,本文方法易于实施,且具有较高的准确性,能够有效保障船载移动激光测量数据的质量和精度。 展开更多
关键词 安置角偏差 检校 时空同步 船载移动激光 测量系统
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车载移动激光扫描测量瞬时外方位元素精确直接解算方法 被引量:2
18
作者 李晓红 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2014年第10期70-73,共4页
车载移动激光扫描测量瞬时外方位元素的确定精度决定了直接地理定向的精度。针对车载三维激光扫描测量高精度定位需要及点云无组织特点带来的瞬时外方位元素解算无整体约束条件问题,本文提出一种统一测量基准下的瞬时外方位元素精确直... 车载移动激光扫描测量瞬时外方位元素的确定精度决定了直接地理定向的精度。针对车载三维激光扫描测量高精度定位需要及点云无组织特点带来的瞬时外方位元素解算无整体约束条件问题,本文提出一种统一测量基准下的瞬时外方位元素精确直接解算方法,经试验验证,瞬时外方位元素确定精度满足1∶500测图或定位要求。 展开更多
关键词 车载移动激光扫描测量 直接地理定位 瞬时外方位元素 高精度几何定位
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基于轻量型移动测量系统的地外熔岩管3D探测与地表验证
19
作者 赵昕 梁福逊 +2 位作者 李健平 陈一平 杨必胜 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第4期385-393,共9页
熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问... 熔岩管广泛存在于地球及地外天体,可为人类未来登陆地外天体提供天然庇护,地外熔岩管探测具有重要意义。然而,熔岩管探测存在许多挑战,已有的地球熔岩管探测方案设备不便携、自动化程度和工作效率低,难以用于地外熔岩管探测。针对上述问题,提出一种基于轻量型移动测量系统的熔岩管3D探测方法,利用穿戴式设备实现高效精细的地图构建和三维形态表达,并通过地球熔岩管探测进行验证。首先利用激光扫描高效获取熔岩管内点云,并基于迭代卡尔曼滤波算法生成熔岩管3D点云实时地图。然后结合地面滤波、管道壁提取、法向量估计等点云智能处理方法,实现熔岩管的三维智能化重建,并作形态学分析。选取海南省海口市的仙人洞及七十二洞作为地外熔岩管的模拟场景进行实验,结果表明,所提方法实现了熔岩管3D实时自主测图,生成的点云地图及3D模型相比于已有研究结果更精准、地貌形态细节信息更多,可更好地满足熔岩管的形态分析需求,有望为地外熔岩管探测提供基础。 展开更多
关键词 熔岩管 轻量型移动测量系统 激光点云 三维建模 形态学分析
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手持激光雷达扫描系统在农村房地一体测量中的应用 被引量:26
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作者 宁振伟 谢刚生 钟晓兰 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2021年第2期103-107,共5页
农村房屋不动产登记是国家深化农村集体产权制度改革的重要基础性工作。房地一体测量成果是农村房屋不动产登记的基础数据,如何快速有效地采集大比例尺农村地籍及房屋数据,提高农村房屋不动产登记的效率,降低数据采集的成本,是测绘地理... 农村房屋不动产登记是国家深化农村集体产权制度改革的重要基础性工作。房地一体测量成果是农村房屋不动产登记的基础数据,如何快速有效地采集大比例尺农村地籍及房屋数据,提高农村房屋不动产登记的效率,降低数据采集的成本,是测绘地理信息行业的使命和挑战。本文通过在广东、江苏的实际项目中使用手持激光雷达扫描采集农村房屋及附属的地籍空间数据和属性信息,并与传统解析法测绘相比较。结果表明:采用手持激光雷达扫描进行房地一体数据采集,能大幅度减少外业耗时,提高生产效率,降低人工成本,满足大面积房地一体项目实施需要,但是也具有前期设备投资较大等缺点。 展开更多
关键词 手持激光雷达系统 SLAM 房地一体测量 精度 三维激光扫描
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